성신여대 신민정 교수 연구팀이 리튬 금속과 리튬-황 전지의 계면 안정성과 전기화학적 성능을 동시에 개선하는 전해액 설계 기술을 개발했다.

13일 성신여대에 따르면 연구 결과는 에너지·재료 분야 국제 학술지 ‘저널 오브 머티리얼즈 케미스트리 A’에 게재됐으며 표지 논문으로 선정됐다.

리튬-황 전지는 높은 에너지 밀도로 차세대 이차전지로 주목받지만 전해액과 전극 사이 계면 반응이 불안정해 수명과 안정성 확보에 한계가 있었다. 연구팀은 신규 헤테로고리 전해액 용매를 도입해 리튬 이온의 용매화 구조와 계면 화학을 정밀하게 제어하는 전략을 제시했다.

이를 통해 리튬 금속 음극의 고체전해질계면 형성을 안정화하고 황 양극 반응의 가역성을 개선했다. 반복 충·방전 과정에서 발생하는 성능 저하를 줄여 전지 수명과 전기화학적 성능을 동시에 향상시켰다.

제1저자 하유빈 연구원은 실험 설계·수행·데이터 분석·논문 작성에 참여했다.

신 교수는 “전해액 설계 관점에서 전지 성능과 수명을 동시에 개선할 수 있음을 확인했다”며 “차세대 고에너지 밀도 전지 개발에 활용될 수 있다”고 말했다.